Žemė, mūsų namų planeta, yra neįtikėtinai didelė ir sudėtinga. Jos paviršiaus plotas siekia 510 milijonų kvadratinių kilometrų, iš kurių 149 milijonus užima žemynai, o 361 milijoną - vandenynai. Tai reiškia, kad 71 procentas Žemės rutulio paviršiaus yra apsemtas vandens, o tik 29 procentus sudaro žemynai. Tačiau, kalbant apie atstumus aplink Žemę, svarbu suprasti, kad ji nėra tobulas rutulys, o ašigaliuose yra kiek suplota, labiau išgaubta Vakarų Afrikos - Lagūnų salų (Ramiajame vandenyne) kryptimi ir suplota Galapagoso-Sumatros salų kryptimi.
Žemės matmenys ir apskritimo ilgiai
Pirmiausia reikėtų patikslinti, kokį apskritimą turime omenyje, kai kalbame apie atstumą aplink Žemę. Jeigu, norėdami apskristi Žemę, mes išskrisime lėktuvu iš Varšuvos, laikydamiesi kurso tiesiai į rytus, tai sugrįšime atgal iš vakarų pusės, nuskridę apie 25 tūkstančius kilometrų. Tačiau šis skaičius nėra universalus, nes atstumas priklauso nuo skrydžio maršruto.
Jeigu mes skristume iš Kenijos ugnikalnio rajono Afrikoje arba išilgai pusiaujo, tai nuskristume 40 075,7 kilometro. Tai yra didžiausias apskritimo ilgis aplink Žemę, einantis per platumą.
Užtat jeigu startuotume tiksliai Šiaurės arba Pietų ašigalio kryptimi, arba išilgai meridiano, tai nukeliautume 40 008,5 kilometro. Šis skirtumas atsiranda todėl, kad Žemė yra suspausta ašigaliuose. Suspaudimas ašigaliuose sudaro 1/298, dėl tos priežasties poliarinis Žemės spindulys lygus 6357 kilometrams, o pusiaujo suspaudimas - 1/30 000.
Mėnulis ir jo ryšys su Žemės matmenimis
Pusiaujo ilgis yra beveik dešimti kartų mažesnis už atstumą tarp Žemės ir Mėnulio, kuris vidutiniškai siekia 384 400 km. Mėnulis yra vienintelis gamtinis Žemės palydovas ir artimiausias jai kosminis kūnas. Jo skersmuo yra 3476 km, arba 1/4 Žemės skersmens. Mėnulio trauka sukelia periodiškus Žemės vandenynų potvynius ir atoslūgius.
Mėnulio užtemimas | Dr. Binocs laida | Edukaciniai vaizdo įrašai vaikams
Istoriniai Žemės formos ir dydžio nustatymo metodai
Viduramžiais žmonės galvojo, kad Žemė yra plokščia. Tačiau šis mitas atsirado XVII amžiuje ir išpopuliarėjo vėliau, kaip bandymas pavaizduoti „tamsiųjų amžių“ žmones neapsišvietusiais. Iš tiesų, nuo Antikos laikų išsilavinę žmonės žinojo, kad Žemė yra apvali.
Eratosteno indėlis
III a. pr. Kr. Egipte gyvenęs Eratostenas, matematikas, filosofas, astronomas ir poetas, yra laikomas geografijos mokslo pradininku. Jis sukūrė metodą Žemės spinduliui apskaičiuoti, remdamasis tuo, kad Saulė, žiūrint vienu metu iš skirtingų Žemės paviršiaus taškų, yra skirtingose dangaus skliauto vietose.
Eratostenas pastebėjo, kad Pietų Egipte esančiame Sienos mieste (dabar Asuanas) vidurvasarį Saulė vidury dienos būna zenite, t. y. tiksliai virš galvos. Tuo pat metu Aleksandrijoje, kurios bibliotekai vadovavo Eratostenas, Saulė iki zenito nepakyla. Įsmeigus lygioje vietoje į žemę tiesų pagalį, jis meta šešėlį, kurio ilgis buvo aštuonis su trupučiu karto trumpesnis nei strypo ilgis.
Eratostenas apskaičiavo, kad kampas, kurį Saulė sudaro su zenito link einančia linija Aleksandrijoje, yra apie 7 laipsnius. Septyni laipsniai yra maždaug 1/50-oji viso apskritimo dalis. Žinodamas atstumą tarp Sienos ir Aleksandrijos, Eratostenas jį padaugino iš 50 ir taip gavo ilgį apskritimo, juosiančio Žemę. Jo gautas rezultatas yra 250 tūkstančių stadijų, kas apytiksliai atitinka 44-46 tūkstančius kilometrų - 10-15 proc. didesnė vertė, nei tikroji. Tai buvo labai tikslus rezultatas, turint omenyje primityvias priemones.
Pakartotinis Eratosteno eksperimentas
Pakartoti Eratosteno eksperimentą galima ir šiandien. Tam reikia turėti pagalbininką kitame mieste, pageidautina, kad atstumas tarp miestų Šiaurės-Pietų kryptimi būtų kuo didesnis. Atlikus matavimus dviejose vietose ir apskaičiavus kampinį atstumą tarp jų, galima nustatyti Žemės apskritimo ilgį.
Pavyzdžiui, jei vienas asmuo yra Druskininkuose, o kitas Joniškyje, ir išmatuojami šešėlių ilgiai vidurdienį, galima apskaičiuoti kampų skirtumą. Tarkime, kad kampų skirtumas yra 2,25 laipsnio, o tai sudaro 1/160-ąją viso apskritimo dalį. Jei tikrasis atstumas tarp miestų Šiaurės-Pietų kryptimi yra 248 km, tai Žemės apskritimo ilgis būtų:
[math]248 \! \times \! 160 = 39680[/math] km.
Tikrasis Žemės apskritimo ilgis, matuojant Šiaurės-Pietų kryptimis, yra 40008 km. Šis metodas leidžia gana tiksliai apskaičiuoti Žemės dydį, naudojant paprastas priemones.
Papildomi matavimai ir jų reikšmė
Strypo šešėlio ilgio matavimas gali pasakyti ir daugiau. Jei išmatuosite jį per pavasario ar rudens lygiadienį, gautas kampas [math]\alpha[/math], atimtas iš 90 laipsnių, bus lygus vietovės geografinei platumai. O jei pamatuosite kampą toje pačioje vietoje per vasaros ir žiemos saulėgrįžas, tai kampų skirtumas bus 47 laipsniai - dvigubai didesnis, nei Žemės ašies pasvirimo į orbitos aplink Saulę plokštumą kampas.
| Atstumo tipas | Ilgis (km) | Pastabos |
|---|---|---|
| Aplink Žemę išilgai pusiaujo | 40 075,7 | Didžiausias apskritimo ilgis |
| Aplink Žemę išilgai meridiano (nuo Šiaurės iki Pietų ašigalio) | 40 008,5 | Šiek tiek trumpesnis dėl Žemės suplotumo ašigaliuose |
| Žemės poliarinis spindulys | 6357 | Atstumas nuo Žemės centro iki ašigalio |
| Vidutinis nuotolis nuo Žemės iki Mėnulio | 384 400 | Mėnulis yra artimiausias kosminis kūnas |